- síntesi
- estructura
- funcions
- esfingosina
- Derivat de l'esfingosina (esfingosina 1-fosfat)
- Malalties causades per deficiència de esfingosina
- Lipogranulomatosis de Farber o malaltia de Farber
- referències
La esfingosina és un aminoalcohol complex de gran importància, pel fet que és un component precursor dels esfingolípids en general. Els fosfolípids complexos o esfingolípids més rellevants són l'esfingomielina i els glucoesfingolípidos. Aquests compleixen funcions específiques en la conservació de l'estructura de les membranes de les cèl·lules nervioses, permetent complir les seves funcions.
Tots els esfingolípids tenen en comú que estan formats amb una mateixa substància base, la ceramida, que està constituïda per esfingosina més Acetil CoA, per tant també es diu N-acilesfingosina.
Estructura química de la esfingosina
Dins dels fosfolípids complexos, l'esfingomielina és un dels més importants i abundants en l'encèfal i teixit nerviós. Principalment es troba com constituent de la beina mielínica que recobreix els nervis.
En tant que els glucoesfingolípidos són esfingolípids que contenen glucosa. Entre els més destacats es troben els cerebròsids (galactocerebrósido i el glucocerebrósido) i els gangliòsids. Aquests últims intervenen en la transmissió d'impulsos nerviosos, pel fet que conformen les terminacions nervioses.
També es troben altres, com els globósidos i sulfátidos, els quals formen part de les membranes plasmàtiques de tot l'organisme, sent importants com a receptors de membrana.
síntesi
El aminoalcohol esfingosina es sintetitza en el reticle endoplasmàtic. El procés de síntesi ocorre de la següent manera:
L'aminoàcid serina, un cop activat per la unió amb el fosfat de piridoxal en presència de ions de manganès, s'uneix a la palmitoil-CoA per formar 3-cetoesfinganina. Aquesta reacció desprèn CO 2.
La esfingosina es forma després de dues etapes reductores. A la primera intervé l'enzim 3-cetoesfinganina reductasa. Aquesta reacció utilitza NADPH com a donador d'H +, formant-se dihidroesfingosina.
En la segona etapa actua l'enzim esfinganina reductasa, amb la participació d'una flavoproteína, on s'obté l'esfingosina.
D'altra banda, l'esfingosina pot sintetitzar pel catabolisme dels esfingolípids. Per exemple, quan l'esfingomielina és hidrolitzada es genera àcid gras, àcid fosfòric, turó i esfingosina.
estructura
El nom químic de l'aminoalcohol esfingosina és 2-amino-4-octadeceno-1,3-diol. L'estructura química es pot descriure com una cadena hidrocarbonada composta per un total de 18 carbonis, amb un grup amino i alcohol.
funcions
esfingosina
En condicions normals l'esfingosina produïda pel catabolisme dels esfingolípids és reutilitzada per a la renovació i formació de nous esfingolípids.
La esfingosina intervé en processos de regulació metabòlica cel·lular relacionada amb les vies de senyalització de lípids, com a mediador extracel·lular, actuant sobre la proteïna kinasa C, la qual controla als enzims involucrades durant el procés de creixement i mort cel·lular.
També actua com a segon missatger intracel·lular. Aquesta substància és capaç d'aturar el cicle cel·lular, induint a la cèl·lula a una mort cel·lular programada o apoptosi.
A causa d'aquesta funció ha generat interès en els investigadors com a teràpia contra el càncer, al costat de l'factor de necrosi tumoral α.
Un augment en la degradació de les esfingomielines provoca una acumulació de esfinganina i esfingosina (bases esfingoides). Aquestes substàncies en altes concentracions inhibeixen el bon funcionament de les membranes cel·lulars.
Aquest acumulació de esfingosina pot ocórrer en casos d'intoxicacions per consum de grans contaminats amb fumonisines, tipus de micotoxines produïdes per fongs de l'gènere Fusarium durant el seu emmagatzematge.
La fumonisina inhibeix a l'enzim ceramida sintetasa, el que porta com a conseqüència que no es pugui formar la ceramida (N-acil esfingosina).
Al seu torn tampoc permet la síntesi d'esfingomielina, per tant l'esfingosina al costat de la esfinganina es concentren massa, generant efectes adversos.
Derivat de l'esfingosina (esfingosina 1-fosfat)
A partir de la fosforilació de la esfingosina per part de dos enzims (esfingosina quinasa 1 i esfingosina kinasa 2) es forma el seu derivat denominat esfingosina 1-fosfat.
La esfingosina 1- fosfat posseeix un efecte contrari al seu precursor. El mateix estimula el creixement cel·lular (mitogènic) impedint fins i tot l'acció apoptòtica d'alguns fàrmacs utilitzats en la terapèutica contra el càncer, és a dir la seva acció és antiapoptòtica.
Aquesta substància s'ha trobat en altes concentracions en diversos processos malignes i teixits tumorals. A més, hi ha una exagerada expressió dels receptors d'aquesta substància lipídica.
D'altra banda, l'esfingosina 1-fosfat al costat de la ceramida 1 - fosfat actua en la regulació de les cèl·lules immunitàries, unint-se als receptors específics presents en aquestes cèl·lules.
Especialment els limfòcits presenten aquest tipus de receptors, sent atrets per la presència de la esfingosina 1-fosfat. De tal manera que els limfòcits surten dels ganglis, passen a la limfa i posteriorment a la circulació.
Després es concentren en el lloc on s'està sintetitzant el esfingolípid i és així com participen en els processos inflamatoris.
Una vegada que els limfòcits s'uneixen a la substància a través del seu receptor i indueixen una resposta cel·lular, s'internalitzen els receptors, bé sigui per reciclar-los o per destruir-los.
Aquesta acció va ser observada per investigadors, que han desenvolupat substàncies similars a la esfingosina 1-fosfat per ocupar els receptors específics, amb la finalitat que es estimuli la internalització i destrucció de l'receptor, sense originar una activació cel·lular i així disminuir la resposta immunitària.
Aquest tipus de substància és especialment útil com a teràpia immunosupressora en malalties autoimmunes com l'esclerosi múltiple.
Malalties causades per deficiència de esfingosina
Lipogranulomatosis de Farber o malaltia de Farber
Aquesta és una rara malaltia amb caràcter hereditari autosòmic recessiu, molt poc freqüent, amb tan sols 80 casos reportats a tot el món.
La causa de la malaltia és una mutació de el gen ASAH1 que codifica per l'enzim lisosomal ceramidasa àcida. Aquest enzim té com a funció hidrolitzar la ceramida i convertir-la en esfingosina i àcids grassos.
La manca de l'enzim origina una acumulació de la ceramida, mancança que es manifesta en els primers mesos de vida (3 - 6 mesos). La malaltia no es manifesta de la mateixa manera en tots els individus afectats, observant casos lleus, moderats i severs.
Els casos lleus tenen una esperança de vida més gran, podent arribar a l'adolescència i inclusivament a l'adultesa, però la forma severa sempre és mortal a l'inici de la vida.
Entre les manifestacions clíniques més freqüents que presenta la malaltia estan: ronquera severa per afectació a la laringe que pot arribar a afonia per inflamació de les cordes vocals, dermatitis, deformacions de l'esquelet, dolor, inflamació, paràlisi, deteriorament neurològic o retard mental.
En casos greus pot cursar amb hidrops fetal, hepatoesplenomegalia, letargia i infiltracions granulomatoses en pulmons i òrgans de sistema reticle endotelial com la melsa i fetge, amb una esperança de vida molt curta.
Per als casos amb major esperança de vida no hi ha un tractament específic, només es tracten els símptomes.
referències
- Torres-Sánchez L, López-Carrillo L. Consum de fumonisines i danys a la salut humana. Salut pública Méx. 2010; 52 (5): 461-467. Disponible a: scielo.org.
- Baumruker T, Bornancin F, Billich A. El rol dels sphingosine and ceramide kinases in inflammatory responses. Immunol Lett. 2005; 96 (2): 175-85.
- Ponnusamy S, Meyers-Needham M, Senkal CE, et al. Sphingolipids and cancer: ceramide and sphingosine-1-phosphate in the regulation of cell death and drug resistance. Future Oncol. 2010; 6 (10): 1603-24.
- Bazua-Valenti S; Garcia-Sainz A. La esfingosina 1-fosfat i el seu receptor S1P1: reguladors de la resposta immune. Fac. Med. (Méx.), 2012; 55 (6): 53-57. Disponible en Scielo. Org
- Murray R, Granner D, Mayes P, Rodwell V. (1992). Bioquímica de Harper. 12 ava edició, Editorial El Manual modern. DF Mèxic.